定義表面貼裝設備的性能

　　自從八十年代SMT誕生以來，貼裝設備用戶一直想決定哪臺機器最適合其制作環境。最初，人們認為，以最快的速度、最少的報廢貼裝元件的機器是最好的。

　　自那時起，SMT工藝變得越來越要求高。元件尺寸已經變得更小，貼裝位置變得更緊密。小型化的電子設備已經加速了消費需求。貼裝設備現在必須甚至更快更準確地貼裝元件，以保持經濟上的競爭性。

　　現在，貼裝設備供應商選擇其自己的參數和方法來規定其機器的產出和貼裝能力。這使貼裝設備性能的比較困難。為了獲得可比較的數據，用戶被迫對相同條件下的各種機器進行自己獨立的評估。這對用戶來說是費時的，對供應商來說是耗費資金的。

　　IPC 5-41 附屬委員會，由SMT設備用戶和供應商組成，正在發展IPC-9850標準，它通過將描述貼裝機器能力的性能參數標準化來簡化評估過程。它結合了貼裝產出和貼裝品質，因此速度與精度參數相互依賴。該標準也規定了一致的、可證實的、性能參數測量的方法。最終結果將是一個共同的語言，運行用戶和供應商對設備性能更有意義的溝通。

　　性能表(Performance Form)
　　所建議的IPC-9850標準規定兩個報告表，用于分享數據。性能規格表反映過程能力和產出的數據。

　　過程能力(Cpk, Process Capability)：只要表面貼裝設備已經在市場上，制造商就要聲稱和保證已經分別列出的X，Y和Θ有關貼裝精度水平。一臺機器的X，Y和Θ 誤差是單獨考慮的，而不是共同地。這個方法的缺點是，由于中等大小的X，Y和Θ 誤差相結合，而不是一個特定的X，Y和Θ，造成許多貼裝誤差大到足夠阻止形成一個充分的焊點。這個新標準使用了一個獨特的引腳到焊盤(lead-to-land)覆蓋的測量。

　　不是每個供應商都有一個不同的規格界限和不同的σ水平，而是所有的供應商都要求維持1.33和2.0的Cpk水平來計算其模型的規格界限。這些規格界限是可以直接一臺機與另一臺機比較的，因為所有規格界限都是以相同的Cpk水平公布的。

　　產出(Throughput)：性能表也反映產出數據，它涉及傳送、制造和節拍時間的測量。傳送時間表示將板移動到工作站、夾緊板、釋放板和將板移動出工作站需要多長時間。制造時間表示裝配標準板所要求的時間。節拍時間反映貼放每個標準元件到在四個標準的玻璃組合板上的標準計算機輔助設計(CAD)坐標所要求的平均時間。IPC-9850的節拍時間是在用于收集Cpk數據的相同運行期間測量的。供應商選擇最佳的貼裝工藝參數，以達到速度和精度的最佳平衡。

　　可靠性表(Reliability Form)
　　IPC-9850的可靠性表反映有關貼放與拾取缺陷率，以及幫助、修理和預防性維護的信息。

　　一臺SMT貼裝系統的完整評估必須考慮不僅Cpk和速度，而且效率與可靠性。IPC-9850標準定義效率的兩個度量和可靠性的五個度量，來幫助SMT貼裝設備供應商和用戶收集和評估數據。拾取與貼裝特征缺陷被計數和用于評估相應的幫助之間的平均貼裝數量、修理幫助的平均時間、失效之間的平均貼裝數量、以及修理的平均時間。最后，供應商維護手冊定義在2000小時的生產運行期間預防性維護所要求的時間。

　　貼裝缺陷(Placement Defects)：貼裝缺陷通常發生的概率非常之小，不能以貼裝總數的百分比來測量；它們通常是以ppm來測量。貼裝缺陷的定義包括那些上面朝下(upside down)、立起(on end)、丟失、多余、損傷、完全脫離焊盤、或極性錯誤。

　　拾取缺陷(Pickup Defects)：拾取缺陷可以貼裝缺陷類似的方式處理。拾取缺陷可分類為送料器失效、真空失效或視覺失效。拾取缺陷降低凈產出和浪費好的零件。

　　可靠性、可獲得性和可維護性：有關可靠性、可獲得性和可維護性的數據由供應商基于實際的現場經驗來公布的。該標準定義兩個可靠性度量：幫助之間的平均貼裝數和修理之間的平均貼裝數。

　　當貼裝設備不正在修理或維護和能夠在規格范圍內運行時被認為是“可獲得的”。接受過培訓的技術員用來完成文件所規定的預防性維護活動所要求的時間數量加入到非計劃停機時間數量中，來估計設備的可獲得性。

　　發生在預防性維護計劃之外的查找問題、零件更換、修理和調整被認為是“修理”。當設備不再在其規格內運行時修理事件開始。當正常生產可以恢復時修理結束。修理統計的平均時間反映用于查找問題根源和糾正它的所花的時間。

　　預防性維護(Preventive Maintenance)：預防性和糾正性的維護使SMT貼裝系統保持以其規定的速度和精度運行。作預防性維護所需的時間經常影響非計劃停機的頻率和時間。理想地，當文件規定的預防性維護完成時，不要求糾正性維護。該標準認可，要求設備供應商將所有預防性維護活動和消耗性零件寫入文件，以及公布其機型的實際現場可靠性數據。

　　一個共同語言
　　當SMT設備供應商和用戶一相同的方法測量Cpk和速度時，性能比較將更容易地完成。標準化的性能評估減少評估設備的成本與時間，以及在設備接受之后過程問題的解決更簡單有效。可靠性標準使得更好地理解機型的整體性能。這些可靠性標準形成一個基礎，基于它工業可以提升表面貼裝設備基礎結構的可靠性、可獲得性和可維護性。當供應商與用戶使用同一種語言取得有關設備性能的標準與溝通的共識時，結果將是工業中增加的效率和最終更大的顧客滿意與增長。 

 
　　Craig C. Ramsey, Ph.D., senior vice president of Marketing, may be contacted at Quad Systems Corp., 2405 Maryland Rd., Willow Grove, PA 19090; Tel: (215) 657-6202; Fax: (215) 784-4646; E-mail: cramsey@quad-sys.com.